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【HCNP-OSPF】LSA

2023-05-16

一、拓扑图

在这里插入图片描述

OSPF为什么会引入/划分区域？ 划分区域以后，可以带来以下好处：
1、节省区域中的每一个设备的系统资源 （大区域被划分以后，小区域中的数据库内容就会变少） （同一个区域中的所有的路由器，数据库是完全相同）
2、增强 OSPF 网络的稳定性 （一个不稳定链路造成的不良影响，仅在同一个区域） （中传播，不会影响到其他区域）

二、配置OSPF

R1：将lo0宣告进area2，将物理接口g0宣告进area0
R2：将lo0和物理接口g0宣告进area0
R4：将lo0和物理接口g0宣告进area0

R3：将lo0和g0宣告进area0，将g1（连接R5的接口）宣告进a1
R5：将g0宣告进area1，环回口不宣告

配置步骤：
1.进入ospf进程：ospf 1
2.进入区域：area 0
3.宣告网段（注意，ospf宣告的时候使用反掩码，0表示精确匹配，1表示随机）

栗子：R1的配置
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三、查看ospf关系和路由表

命令1.查看OSPF邻居表：dis ospf peer

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dis ospf peer 回显中每个字段的含义：
字段含义
Area邻居所属的区域
interface与邻居相连的接口
Router ID邻居Router ID
Address邻居接口地址
State状态机
Priority优先级
DR指定路由器
BDR备份路由器

解释：

1.Area

邻居所属的区域：R1、R2、R4属于area0，R5属于area1

2.interface

与邻居相连的接口：R3与邻居们相接的接口是g0/0/0，IP地址为10.1.243.3

3.router id

每个路由器都有独一无二的router id，router id的选择遵循以下3个步骤：
a.通过 OSPF 1 router-id 命令配置的 IP 地址（需reset进程）
b.如果未配置 router-id，则路由器会选择其所有环回接口的最高 IP 地址
c. 如果未配置环回接口，则路由器会选择其所有物理接口的最高活动 IP 地址
也就是说，router id遵循：“手动→环回→物理”的方式来指定

4.DR/BDR

DR/BDR的概念：
在一个OSPF网络中，选举一个路由器做为指定路由器DR。所有其他路由器只和它一个交换整个网络的一些路由更新信息，再由它对邻居路由器发送更新报文，这样节省邻居建立的数量。
再指定一个备份指定路由器BDR，当DR出现故障时，它再发挥作用，确保网络的可靠性。

一旦DR和BDR选取完成，其它的路由器就都是DRother,将只能和DR和BDR建立邻接关系。

选举规则：OSPF priority 最高者为DR，次者为BDR（缺省所有OSPF路由器为1,通过ip ospf priority 接口配置命令更改），如果priority相同，则具有最高的Router-ID的路由器被选举为DR。如果路由器的OSPF 优先级设为“0”，则该路由器不作为DR或BDR，称为DRother。

那为什么priority更低的R1为DR呢？
场景：假设在一个OSPF多路访问网络中已存在一台DR路由器和一台BDR路由器，如果DR死掉（重起），则BDR自动升级为DR，同时选举该多路访问网络中的另一台OSPF路由器作为BDR.当原DR启动以后，虽然检测到目前运行的BDR的Router ID没有自己高，但是仍只能作为BDR或DR Other路由器运行（如果已经选举了另一台BDR）.（这样也在一定的程度上就确保了链路状态的稳定性）

5.State

OSPF的7种状态机：
1.Down：没有启用OSPF的状态；邻居失效后变为该状态
2.Init：初始化状态，第一次收到对端发来的hello包（包含对端route-id）时，将对端的状态设置为init
3.two-way：邻居状态，相互间周期发送hello的状态（双方建立会话）
4.Exstart：交换信息的初始化状态
发送DBD（包含本地的LSA的摘要信息）报文，选举主从路由器（利用HELLO报文中的ID和优先权来进行选举，不允许抢占，DR没了，DBDR才能上）
5.Exchange：交换信息的状态
该状态下，相互间发送DBD，告知对端本地所有的LSA的目录；同时，可以发送 LSR,LSU,LSACK来学习对端的LSA
6.Loading：加载状态（没有学习完的状态）
发送LSR,LSU,LSACK，专门学习对端的LSA的详细信息
7.Full：邻接状态（学习完的状态）
彼此的LSDB同步，即所有的LSA相同
在这里插入图片描述

为什么R3和R1,R2的状态是Full，但是和R4的状态是2 way呢？
从上一点可以知道：区域内所有路由器均和DR/BDR建立邻接关系，两个DRother之间不会建立邻接关系，只会保持2-way的邻居关系。（一定要区别好邻接和邻居的关系）

起状态时可以验证7种状态：
在这里插入图片描述
从DOWN到FULL，一共7种状态

命令2：查看ospf路由表 dis ospf routing

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dis ospf rou 回显中每个字段的含义：

字段含义
Cost开销
Type网络类型
NextHop下一跳
Area区域
ASE引入的外部路由协议的路由信息
1.Cost

cost：到达目的地址的开销
OSPF在选路时的优先级：O > O IA > O E1 > O E2 即当去往一个目的地存在多条路径时，Area内路由 > Area间路由 > 外部路由类型1 > 外部路由类型2， 同等路由类型时再比较Cost大小

2.Type

目的网络的类型：
Inter-area：区域间路由。在拓扑图中，由于R1上的环回接口宣告进area2，因此为区域间路由（不是同一个区域）。
Intra-area：区域内路由
Stub：router-lsa发布的路由，对应非广播网络、非NBMA网络的直连路由。
Transit：network-lsa发布的路由。
（router lsa每个路由器都会泛洪，通常包含环回接口；network lsa由DR泛洪，通常包含物理链路信息，可通过network lsa反推拓扑）

四、7型LSA

当链路状态变化时，会产生LSA，默认30min更新一次。

LSA类型含义
Router LSA由区域内所有路由器产生，并且只能在本个区域内泛洪广播，这些最基本的LSA通告列出了路由器所有的链路和接口，并指明了它们的状态和沿每条链路方向出站的代价
Network LSA由区域内的DR或BDR路由器产生，报文包括DR和BDR连接的路由器的链路信息。网络LSA也仅仅在产生这条网络LSA的区域内部进行泛洪
Network summary LSA由ABR 收集区域内1型和2型的路由后产生，可以通知本区域内的路由器通往区域外的路由信息。
ASBR summary LSA由ABR产生，告诉其他路由器怎么去ASBR
Autonomous system external LSA由ASBR产生，告诉整个AS的路由器怎么去外部路由
Group membership LSA组播OSPF
NSSA External LSA由ASBR产生，几乎和LSA 5通告是相同的，但NSSA外部LSA通告仅仅在始发这个NSSA外部LSA通告的非纯末梢区域内部进行泛洪

基本概念：
ABR：区域边界路由器。位于一个或多个OSPF区域边界上、将这些区域连接到主干网络的路由器。
ASBR：自治系统边界路由器。位于OSPF自主系统和非OSPF网络之间。ASBR可以运行OSPF和另一路由选择协议

我们怎么知道谁是ABR/ASBR?
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总结：一个OSPF区域内由两种LSA，跨区域3种，外部路由为5种

1型LSA

dis ospf lsdb router
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路由信息：
10.0.4.0：该stub网络的IP地址
255.255.255.0：stub网络的掩码
Metric：开销

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每个类型的LSA包都可以抓到，包里展示的内容和dis ospf lsdb 里展示的内容是一样的。

2型LSA (多路访问，存在DR）

dis ospf lsdb network
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从上面这张图，我们可以反推出OSPF拓扑：
区域0的DR是R1，其中一共有4台路由器在连着这个网络

3型LSA

dis ospf lsdb summary
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简单粗暴：谁发的，IP+掩码是什么？

4,5型LSA

R5上的环回接口没有宣告进OSPF，所以其他路由器是学不到它的路由的，此时我们需要做路由引入，在R5上将直连注入
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在R5上抓到一个更新包

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再在R1上查看，变发现ASE（外部路由）上有10.0.5.5的路由了
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dis ospf lsdb ase
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5类很容易理解，只要有外部路由，那么一定有5类，且5类由ASBR引入，并在整个AS内泛洪，ABR不会再泛洪。此时，假如不是与ASBR直连的路由器，就会找不到ASBR，此时4类来帮忙。4类来告诉其他区域，你们怎么来找到ASBR。
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上图中，R5为ASBR，R3为ABR，此时R3告诉R1去往R5的路由。

LSA总结：
12只在本区域，3跨区域。
ASBR产生的外部路由（5类）会泛洪到AS内所有area，4类LSA由ABR产生，告知其他路由器ASBR的位置。
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7型LSA

7型LSA应用在特殊区域

特殊区域：
NSSA
过滤45（因为nssa区域过滤5类路由，所以ASBR引入的路由为7类，在区域ABR传递路由到其他区域时7转5，跨区域）
存在ASBR（能够产生5类lsa的路由器则为ASBR）
ABR上不会自动下发缺省路由，需要手工配置，否则nssa区域无法访问外部（在nssa区域下发一条7类缺省，7类路由属于区域）
注意：NSSA里的7类路由都是明细路由。

Q：为什么NSSA既然过滤了45，但还要7呢？
A：更优选路。
对于既需要引入外部路由又要避免外部路由带来的资源消耗的场景，Stub和Totally Stub区域就不能满足需求了，因为Stub区域不能注入外部路由。假如不使用7（自己注入的外部路由），则所有流量全部都往ABR走，有时候会绕路（次优路径）

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上图中，Area2是NSSA区域，ASBR将外部路由引入到OSPF区域，并在Area2内泛洪7型LSA，此时该区域的路由器都拥有该外部路由的明细路由。ABR将该7型LSA转5，并往常规区域发送45。然后ABR向NSSA发送一条7型的缺省路由，告诉NSSA内的路由器，除了这条外部明细路由，其余去往外部的路由，下一跳给我ABR。
所以，NSSA内的路由器，既有引入的外部明细路由（7型），也有下一跳为ABR的默认路由（7型）。

此外，我们还可以根据需求，由ASBR下发一条7型的默认路由，让去往外部的路由都走ASBR而不走ABR（手动选路）
如果手动配置，则NSSA内的路由器，既有引入的外部明细路由（7型），也有下一跳为ABR的默认路由（7型），也有7型缺省路由指向ASBR

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假如配置了totally nssa，则把区域间的路由也屏蔽了，此时还会由ABR生成一条3的缺省路由。
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OVER

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OSPF

LSA

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